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29 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 航空维修与工程2015/10 机上互联网技术 北 美 航 空 航 天（North American aerospace）认为在飞机飞行时进行数据 传输可以带来多方面益处，如提供预防 性维修、优化备件库存以及减少因事 后维修而导致的停场事件的发生，尤 其是对新一代飞机，如波音 787、空客 A350、波音 737NG 和空客 A320，非常 重要。在飞行中访问并传输数据比飞机 落地后再下载数据要好得多。因为提前 传输数据便于地面维修人员在飞机着陆 前识别飞机的健康状况，并提前准备检 修方案和检修工具，能够极大地节省飞 机的停场时间，甚至完全不会影响航空 公司预先排好的航班计划。 目前，航空公司只能通过 ACARS 或早期的卫星网络传输一些零碎的信 息。但从长远来看，航空公司最终将打 造出一个强大的网络互联系统，集机载 娱乐、乘客通信、飞行数据传输等于一 体。在此过程中，阻碍机上互联系统发 展的几个障碍也将逐一清除。例如，随 着新一代飞机逐渐投入运营，老旧飞机 将被替代，相应地老旧飞机上曾使用的 监控设备也将被更新。 卫星网络并不适用于所有地区的 所有航班，如极地地区就无法使用。但 值得庆幸的是，卫星的覆盖区域正在不 断扩大，而且航空公司也不需要在飞机 整个飞行过程中都进行数据传输，只需 要在着陆前留出充足的时间访问这些数 据，并为可能的故障做好准备即可。因 此，小问题不会阻碍机上互联系统数据 通信互联系统。如果航线具备卫星网络， 那么航空公司将在乘客不使用网络的情 况下完成数据传输。而数据分析则在地 面运营中心或云端完成，其中在数据分 析时还将考虑乘客变更行程、机组人员 安排以及维修选项。 飞行过程中实现数据传输到底还 需 多 久？ North American aerospace 认 为这主要取决于新型飞机或者具有强大 数据处理功能的飞机在整个机队中的占 比。如果航空公司拥有此类飞机太少， 将不得不运行价格昂贵的双系统，这样 数据传输成本将非常大。因此，North American aerospace 预 计 未 来 5 年 内， 一部分航空公司将率先实现空中数据传 How Soon Will Faster Connections Come? 近年来，数据的收集、利用及分析正在不断推动着民航业智能维修的发展，而且业内一致认为在飞机飞 行中获取大量数据并及时传输至地面将是接下来改进地面维护的重要一步。但究竟何时通过何种方法才能使 这一步变为现实，各方还在探讨中。 地对空网络和地面网络。 传输的发展。例如，在有些国家很难获 得数据传输的许可权，但从长远来看， 这一问题是可解决的，而且正在被逐步 解决。再如，当前存在的频宽限制和数 据传输费用等问题也正在被逐一解决， 当前 6 美元 / 兆的数据传输费用，也在 逐渐降低。而且航空公司的一次波音 787 航班并不需要耗费 500600GB 流量 以获得预防性维修的收益，他们可以有 更多的选择。 随着越来越多的飞机加装了卫星 通信系统，飞机飞行中的通信方式正 从 ACARS 转向卫星网络连接。North American aerospace 认为飞机终将在飞 机运行和乘客数据通信方面使用相同的 Henry Canaday 飞行中 着陆 空对地网络 航前准备 地面网络 航空公司与飞机的网络 客户与航空公司的网络 航空公司内部的网络 30 航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2015/10 输，但此项变革真正得以普及还将在 10 年后。 目前，大部分航空公司的运行 和维修数据仍然需要在地面手动传 输。GE 公司认为手动传输数据会漏掉 10% 20% 的有用信息。通过 ACARS 获得的数字飞行数据只是庞大数据中的 一小部分，更多的先进系统是通过卫星 传输了大量数据。GE 公司认为当前公 务机使用的飞机健康管理等先进系统对 民用航空公司也非常有价值。在中国商 飞 C919 飞机上使用的 GE 公司在翼维 护系统集成了类似功能。用户定义算 法、参数以及数据，每次飞行中该系 统能够存储达十亿字节的数据，其中 只有 30KB 需要在机上下载，大部分数 据可在着陆后进行下载。同时，GE 公 司注意到航空公司正不断扩展无线能 力，新一代监控系统的存储容量将超过 100GB，航空公司可定义算法、配置数 据传输速率、分辨率、链接、传输触发 和优先级。GE 公司认为这些参数配置 对于数据的经济价值至关重要。因为配 置工具使航空公司能够选择通信链路的 种类和传输时机。此外，飞行数据被存 储于数据库中而非存储于巨大的文件夹 中，这可使航空公司在飞机飞行中按需 下载关键的数据，避免了传输完整个文 件夹后再“大海捞针”式的寻找那些关 键数据。 GE 公司认为拥有更好地数据信息 能够有效提高分析效率。GE 公司及其 与埃森哲咨询公司、Taleris 公司的合资 公司致力于扩大数据采集范围和采集频 率，同时尽可能地减少清理那些传输过 的数据的工作。数据范围方面，GE 公 司看到了新型数据的附加值。例如，利 用高速电控信号、电压和电流的测量以 及更快速的数据采集等都有助于获取并 诊断出转瞬即逝的短暂性问题。所有与 维修相关的数据收集和传输系统都必须 满足投资回报率标准。所以 GE 公司在 其健康管理系统中还集成了其他实用功 能，目的是得到更高的投资回报收益或 实现成本节约。其中，实用功能包括文 件服务器、数据加载服务器、构型报告 功能、机身周围环境数据以及嵌入式网 络服务器的分析功能。 罗克韦尔 柯林斯公司也正试图 成为机上互联系统这一领域的主力供应 商。该公司本身制造机载通信设备，而 且去年通过收购 Arinc 公司拥有了主 要的通信网络，因此现在该公司使用 大量的数据支持其维修业务。罗克韦 尔 柯林斯公司认为，大部分空中数 据传输仍是通过 ACARS、老型卫星以 及 Inmarsat 和 Iridium 的宽带卫星技术 SwiftBroadband 实现的。公务机正使用 SwiftBroadband 宽带技术，但主要针对 乘客和机组人员，而非用于飞机健康监 控。罗克韦尔 柯林斯公司预计高速宽 带网络一般首先用于乘客，之后航空公 司会想出将其应用于维修领域的办法。 这其中最大的挑战是如何在公开、高速 的通信网络中确保乘客与运营商之间的 信息安全性。此外，罗克韦尔公司希望 能够以非常低的费用获得更多的宽带容 量以备使用。航空公司必须建立地面系 统才能使用空中数据，包括过滤、破译 后再通过网络更可靠地传输并生成指 令。罗克韦尔公司认为后台功能和绝对 可靠的地面通信与卫星通信链路同样重 要。 当然，更加高速的空中互联时代正 在到来。Inmarsat 与霍尼韦尔已经证明 了 Inmarsat 的 GX 卫星网络中霍尼韦尔 的 JetWaveMCS 8200 硬件性能。两台 GX 卫星已经投入使用，第三台于今年 第二季度启用，整个网络在第三季度开 始运营。据 Inmarsat 统计，已有 1.4 万 架飞机连入其经典型和 SwiftBroadband 网络的传输速度为 432k/s。而新型 GX 网络传输速度将达到 50M/s。GX 网络 主要是为客舱设计的。但航空公司可以 在未来将其应用于运营和维修数据的传 输。当然，Inmarsat 认为，诸如空客和 波音等大型制造商仍然会考虑网络安全 性问题，更倾向于选择将乘客数据与关 键飞行数据相隔离。 地面基础设施也在使用此类连接， 一家专门从事安全服务的 SB 安保公司 正在测试将其应用于安全检查和交通控 制信息。Inmarsat 希望到 2016 年 SB 公 司能够取得与安全相关的数据认证。由 此预计空客与波音公司将首先选择，因 其在运营数据传输方面比原网络快，虽 然没有 GX 网络快。国际海事卫星组织 还希望公务航空能够使用多个网络连 接，如在 SwiftBroadband 高速宽带连接 中加上 GX 网络。 从 ACARS 到 SwiftBroadband 高速 宽带，降低了每兆数据传输的成本，如 果使用 GX 网络将降低得更多，而且如 果传输的数据量很大时，节约的成本就 更多。但如果航空公司在飞机飞行中下 载数据，会在发动机或 APU 服务方面 丢失部分有用的趋势性数据。另一方面， 空中数据传输还可实现导航数据的升 级，而且无需定期取下机上磁盘。因为 飞行中收到的实时天气和风力数据比飞 行前预测的更准确。霍尼韦尔公司通过 SwiftBroadband 高速宽带传输雷达数据， 提高了飞机的态势感知能力。Cobham 公司现正在对夏威夷航空公司的波音 767-300 上的高速宽带网络进